DoS攻击下多智能体系统的事件触发编队控制

文章研究了拒绝服务(DoS)攻击情况下多智能体系统基于事件触发的编队控制问题.首先,基于系统状态构造了一种滑模编队控制算法,有效地克服外部干扰并实现时变编队.为了避免控制资源浪费,将事件触发策略应用于多智能体系统的编队控制中,并对奇诺(Zeno)现象的避免进行了详细的分析.假设DoS攻击是周期性发生的,针对具有DoS攻击的多智能体系统,提出了一种改进的触发机制,使其仍然能完成编队控制任务,并通过Lyapunov函数法和归纳法证明了控制系统的稳定性.最后,仿真结果验证了该方案的有效性.     

基于事件驱动的环形编队多智能体系统

研究了控制器采用事件驱动机制时,多智能体系统的环形编队控制问题.事件驱动控制机制用来降低个体控制更新的频率,以此减少整个系统的能量消耗.假设所有智能体始终在一固定的圆环上运动,并且每个智能体只能感知到其前后两个紧邻智能体的信息.利用邻居的信息,对每个智能体设计分布式控制律,在事件驱动控制机制下,所提控制策略可以使多智能体系统形成给定的期望环形编队,并将环形编队扩展到特殊的均匀环形编队形式.数值的仿真验证了所提控制策略的有效性.     

事件触发下多智能体系统规定时间二分一致性

针对线性合作竞争多智能体系统(MAS),考虑到可能受到的外部干扰,研究了系统基于事件触发机制的规定时间二分一致性控制问题.首先,设计干扰观测器估计系统受到的外部干扰,且针对每个智能体给出了事件触发条件,以减少智能体间的通信频率,节省有限的通信网络资源,同时证明避免了Zeno现象,其次,为了明确地预先分配稳定时间,结合干扰观测器的估计值,设计了一种合作和竞争并存拓扑结构的规定时间事件触发控制协议,以保证所有智能体在受到外部干扰的情况下仍然达到二分一致.最后,利用仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于干扰观测器的异构多智能体自适应滑模容错一致性控制

针对线性一阶和二阶异构多智能体系统,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外部干扰,研究了系统容错一致性控制设计问题.首先设计变增益扰动观测器,快速估计外部干扰;其次,利用一致性误差变量构造自适应积分滑模面,结合干扰观测器的估计值设计自适应滑模容错控制器.当异构多智能体系统存在执行器故障和外部扰动时,自适应滑模控制器可以保证智能体系统的位置和速度状态趋于一致.最后,利用Matlab仿真验证了所提方法的可行性与有效性.     

有限通信数据率下一阶多自主体系统的包含控制设计

研究了多个静态领导及有限通信数据率下一阶多自主体系统的分布式包含控制问题.通信拓扑为有向图.给出了存在基于量化信息的协议使得系统达到包含一致性的充要条件,还给出了此包含控制协议的设计算法.     

具有有界输入领航者的二阶非线性多智能体系统的协调跟踪

针对领航者的控制输入为非零但有界的情形,研究了具有本质非线性动态的二阶多智能体系统的协调跟踪问题.利用邻居智能体之间的相对状态信息,分别提出了具有静态和自适应控制增益的两种控制协议.针对静态控制协议情形,基于李雅普诺夫稳定性理论得到了多智能体系统的状态全局指数达到一致时控制增益所需满足的条件.此外,在自适应控制协议作用下,证明了多智能体系统不需要借助任何全局信息就可以实现协调跟踪.最后,仿真实例验证了所得理论结果的正确性.     

网络化Euler-Lagrange系统的分布式编队机动控制北大核心CSCD

研究了网络化Euler-Lagrange系统自适应编队机动控制问题.针对参数不确定的Euler-Lagrange系统,利用滑模控制方法提出了一种自适应编队机动控制算法.基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性.该算法的显著特点是通过引入一种特殊的有向网络拓扑来描述智能体之间的通信交互行为,使得系统中跟随者在不需要知道或估计时变机动参数的情况下,能够实现编队的方向、平移、形状的连续改变.最后对提出的自适应编队机动控制算法进行数值模拟以验证该控制方案的有效性.     

具有领导者的非线性分数阶多智能体系统的一致性分析

研究了利用非线性分数阶模型描述的具有领导者的多智能体系统的一致性问题.基于智能体之间的通讯拓扑图,设计了系统的控制协议和相应的控制增益矩阵.利用广义Gronwall不等式和分数阶微分方程的稳定性理论,得到了多智能体系统达到一致的充分条件.最后,数值仿真结果显示了理论结果的有效性.     

网络系统的控制与优化

<正>近年来,网络系统的控制与优化是国内外科学工作者重点关注的研究领域,该项研究与生物、社会系统和现代工程技术的发展密切相关.多智能体系统是一类具代表性的网络系统,它可普遍用于多机器人的编队控制、空间无人机的分布式队形控制,也可为传感器网络研究以及复杂系统的自主协调控制等提供必要的理论基础.其中的一个典型问题在于理解如何通过仅调节少量个体来控制整个网络系统的行为,这是对网络系统施加控制的一种     

持续干扰下马尔科夫切换多智能体系统的均方一致性

文章针对带有持续干扰的连续线性多智能体系统,研究了其拓扑结构马尔科夫切换下的均方一致性问题.假设系统在每一时刻的拓扑结构是不连通的,但他们的联合拓扑是连通的.首先设计了一个控制协议,其由两部分组成,一部分是传统的控制协议,另一部分是对干扰的估计.然后,利用矩阵分析理论,随机理论和系统稳定性理论,得到了闭环系统实现一致的充分条件.最后,仿真结果验证了结论的有效性.     

基于迭代学习的正则非线性多智能体系统的跟踪控制

研究带有领航者的正则多智能体系统基于迭代学习的跟踪控制问题,该类系统中的所有智能体由连续的非线性动态或由离散的非线性动态构建而成,在领航者于相应的有向通讯图中全局可达的条件下,设计得到分布式迭代学习控制协议.当该迭代学习控制律作用于系统时.每个跟随者与领航者之间的输出跟踪误差在有限时间区间上沿迭代轴方向趋向于零.仿真算例说明了所得结论的有效性.     

非完整性多体编队运动的一种无源化控制方法

讨论了非完整性多体编队运动问题．首先利用动态反馈将单个体的动力学模型线性化为2个三阶输入输出积分链的形式;然后提出一种带有单个体间阻尼注入的非连续分布式控制律,并利用Liapunov方法证明了在该控制律作用下闭环系统的渐进稳定性;最后通过一个平面机器人的编队运动仿真验证了所提方法的有效性．     

不确定二阶多智能体系统的鲁棒最优一致

针对不确定二阶多智能体系统,研究了其鲁棒最优一致性问题.首先,基于每个智能体所获得的邻居信息,设计了一个使多智能体系统达到一致的控制协议.其次,研究了多智能体系统的最优一致性问题,给出了系统在满足一定性能指标下达到一致的条件.再次,基于该条件,利用Schur补引理和线性矩阵不等式技术,给出了不确定系统达到鲁棒最优一致的条件.最后,通过仿真验证了所得结果的可行性.     

基于二阶邻居信息的高阶多智能体系统的一致性

研究了基于一阶和二阶邻居信息的二阶和高阶丢包多智能体系统一致性问题.对于离散框架下的多智能体系统,假设智能体之间通信拓扑图是无向的,数据包的丢失服从伯努利分布.考虑到丢包问题,文章利用一阶和二阶邻居信息针对二阶和高阶系统给出了控制协议。基于李雅普诺夫函数方法,建立了闭环系统的均方稳定性条件.算例的仿真验证了所提控制策略的有效性.仿真表明由于利用了二阶邻居信息,数据包丢失的多智能体系统具有更快的收敛速度.     

二阶离散多智能体系统的鲁棒最优一致

研究了不确定二阶离散多智能体有向网络的鲁棒最优一致问题.首先,基于每个智能体可获得的局部信息设计了一个控制协议,并且智能体间相互影响的权重系数具有模型不确定性.其次,利用智能体的能量消耗思想,给出了系统的一个保代价性能指标.然后,利用Lyapunov函数的方法,分析了多智能体网络系统在满足保代价性能指标下的最优一致问题,得到了系统达到渐近最优一致的条件.最后,仿真结果验证了所获得的结果的正确性.     

四阶偏微分多智能体系统的迭代学习控制

该文研究多智能体系统基于一致性收敛的迭代学习控制问题,该系统中所有的智能体是由四阶梁方程构建而成.基于网络拓扑结构,并利用相邻智能体的信息,构建得到基于一致性的迭代学习控制协议.当该迭代学习律作用于系统时,一致性误差在给定的有限时间段上有界;进一步,在无初始偏差情形下,当迭代次数趋于无穷时,该一致性误差于L~2空间中能够收敛于零.仿真算例验证了算法的有效性.     

基于拓扑切换的异构多智能体系统协同输出调节

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充分条件,该条件与控制参数和通讯拓扑有关.基于图论和矩阵分析的方法,设计了李雅普诺夫函数,并证明了系统的镇定性.最后给出了系统的Matlab仿真实验,研究结果表明,在拓扑切换条件下多智能体的输出渐近跟踪并收敛到外部系统,所设计的控制器能解决动态切换下输出反馈输出调节问题.     

输入饱和受限的多个四旋翼飞行器分布式编队控制

研究了多个四旋翼飞行器在主从结构下的分布式同步协调编队控制问题.基于反步法的设计思想,文章提出了一种有界的分布式一致性控制算法,以保证满足输入饱和受限条件.首先,对于位置控制子系统,基于比例微分控制和一致性理论,设计了一种多个四旋翼飞行器的协调编队控制律,来使所有的四旋翼飞行器都可以向领导者收敛,并沿着理想的编队轨迹运动.针对位置系统设计的分布式一致控制律将为姿态控制子系统的参考姿态输入信息.其次,针对基于四元数描述的姿态控制子系统,设计了一种饱和的全局姿态跟踪控制律,可以使飞行器跟踪上所期望的姿态.最后,通过数值仿真来验证所提方法的有效性.     

具有多干扰的非线性时变时滞关联系统的复合分层抗干扰控制

针对一类带有多干扰的非线性时变时滞关联系统,考虑了复合抗干扰控制器设计问题.复合抗干扰控制器的设计主要结合了基于干扰观测器的控制方法(Disturbance observer based control,DOBC)和H_∞控制方法.系统受到的干扰可以分为两类:第一类干扰由外部系统描述,并且与控制输入在同一通道;第二类干扰假定满足有界H_2范数.设计干扰观测器估计第一类干扰,并利用干扰估计值进行前馈补偿;利用H_∞控制方法对第二类干扰进行衰减.利用Lyapunov函数理论分析了闭环系统的稳定性,并以线性矩阵不等式的形式给出了可解的时滞依赖条件.最后,利用数值仿真验证了所提方法的有效性.     

离散时间下广义多智能体系统基于观测器的分布式一致协议

研究了离散时间广义多智能体系统的容许性一致问题,并设计了基于观测器的分布式控制协议.假设每个智能体的动力学模型为离散时间的广义线性系统,智能体间的通讯拓扑结构为固定的有向图.在假设智能体的状态信息不能被直接利用的情况下,设计了基于观测器的一致协议,观测器的动力学模型是建立在正常线性系统之上,而不是广义系统.根据改进后的广义Riccati方程以及李亚普诺夫容许性定理,得到了容许一致的充分性条件.在文章所提供的设计方案下,基于全维或降维观测器的一致性协议可以通过解一些特殊条件获得,因此文章所提供的设计协议具有更强的包容性.最后提供了数值模拟仿真,验证了文章结论的正确性.